CN111693448B - 一种自动补水的水洗供气***及操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动补水的水洗供气***及操作方法，主要包括喷雾喷嘴、主饱和器、副饱和器、补水箱、控制***；喷雾喷嘴与主饱和器的顶部、试验箱及盐水箱相通；压缩气体通入主饱和器；主饱和器与副饱和器之间通过管线相通；连通主、副饱和器顶部的管线设置有第一电磁阀；连通主、副饱和器底部的管线设置有第二电磁阀；补水箱位于副饱和器的上方；副饱和器设置有第三延时控制阀、第四泄压阀、高水位液位开关和低水位液位开关；控制***能够接收高水位液位开关和低水位液位开关所在液面的差值信号并控制第一电磁阀、第二电磁阀、第三延时控制阀、第四泄压阀的开关；本发明结构巧妙，能够保证试验过程的连续性和精确性且成本低，适合推广。

Description

一种自动补水的水洗供气***及操作方法

技术领域

本发明涉及盐雾腐蚀试验的技术领域，尤其涉及一种自动补水的水洗供气***及操作方法。

背景技术

盐雾腐蚀试验箱主要是利用配置的盐水使其雾化，然后将经过雾化的盐雾附着到样品表面对样品进行腐蚀试验。盐水雾化过程中需要使用压缩空气，为保证压缩空气的洁净，需要将压缩空气先进行水洗以除去压缩空气中的油污；压缩空气的水洗需要依托空气饱和器；在空气饱和器内有纯水和加热器，加热器将经过的压缩空气进行加热，纯水对压缩空气进行洗涤，加热水洗后的压缩空气带一点饱和器的水分到达喷嘴；基于此饱和器需要耐压、耐腐蚀；由于饱和器在工作状态会有水分被带走，所以饱和器内的水会越来越少，一段时间后就需要补充；否则就会使饱和器内的加热器干烧，损坏自身结构或者诱发断电保护，影响试验；因此，试验过程中需要定期给饱和器补水。

一般饱和器补水方式是人工定期补水，由于喷雾有压力、饱和器内部也有压力，为了保证补水过程中不损坏辅助设备以及保护操作人员安全，补水之前必须将喷雾停止，并将饱和器内的压力泄掉；在补水的这段时间内造成试验箱内的喷雾中断，给工作人员带来麻烦且影响试验的连续性。

在公布号为CN104990861A的专利中，采用电磁泵进行自动补水，此种补水方式在实际运用过程中，存在以下缺陷：

(1)需要增加防腐泵的使用，增加饱和器的壁厚和抗压能力，从而大幅提高整个试验箱的成本；

(2)泵在抽压过程中有可能导致带入空气影响试验箱的试验结果；

(3)会直接影响喷雾的压力，造成喷雾波动，影响试验的准确性；

总体而言，上述两种补水都不能很好的满足盐雾腐蚀试验箱的使用。

发明内容

本发明要解决的主要技术问题是：提供一种自动补水的水洗供气***及操作方法，既能够不影响试验连续性的自动补水，又能够控制成本的保证试验结果的准确性。

为了解决上述的主要技术问题采取以下技术方案实现：

一种自动补水的水洗供气***，包括喷雾喷嘴、主饱和器、副饱和器、补水箱、控制***；所述喷雾喷嘴为气动雾化喷嘴且分别与主饱和器的顶部、试验箱及盐水箱相通；压缩气体通入所述主饱和器的底部；所述主饱和器的底部设置有加热元件；所述主饱和器与副饱和器横向排列且两者之间通过上下分布的两根管线相通；连通主饱和器顶部和副饱和器顶部的管线设置有第一电磁阀；连通主饱和器底部和副饱和器底部的管线设置有第二电磁阀；所述补水箱位于副饱和器的上方且两者之间设置有第三延时控制阀；所述副饱和器箱还设置有第四泄压阀、高水位液位开关和低水位液位开关；所述控制***能够接收高水位液位开关和低水位液位开关所在液面的差值信号并控制第一电磁阀、第二电磁阀、第三延时控制阀、第四泄压阀的开关。

优选地，所述主饱和器和副饱和器尺寸一致；所述主饱和器内液面至顶面的距离大于或者等于主饱和器高度的四分之一。

优选地，所述压缩气体经由压缩机输送；所述压缩机与主饱和器之间的管线设置有第一调压阀和第五电磁阀。

优选地，所述压缩气体通过压力分流管道与主饱和器相通；所述压力分流管道位于主饱和器底部；所述压力分流管道周面设置有多个气孔。

优选地，所述雾化喷嘴与主饱和器之间的管线设置有第二调压阀。

优选地，所述主饱和器还设置有温度传感器和低液位保护开关。

优选地，所述副饱和器外部设置有至少两个液位计；其中一个液位计位于副饱和器的顶部，另一个位于副饱和器的底部。

优选地，第三延时控制阀的延时时间大于或者等于第四泄压阀的泄压时间。

一种自动补水的水洗供气***的操作方法，包括如下步骤：

S1：压缩气体经过压缩机输送、第一调压阀调压至0.3MPa后进入压力分流管道，压力分流管道将压缩空气分流成若干小气泡，并送至主饱和器内进行水洗；

S2：加热元件对主饱和器内的液体和压缩气体进行加热；水洗加热后的压缩气体带入一部分水汽经过第二调压阀调压后到达雾化喷嘴；雾化喷嘴利用虹吸原理从盐水箱吸入盐水并在压缩气体的作用下向试验箱内喷盐雾；

S3：主饱和器和副饱和器液位下降至低于高水位液位开关，高水位液位开关将信号传递至控制***，控制***进入补水准备阶段；

S4：主饱和器和副饱和器液位持续下降至低于低水位液位开关时，低水位液位开关将信号传递至控制***，控制***发出指令进入补水阶段；关闭第一电磁阀和第二电磁阀，断开主饱和器和副饱和器之间的连接，此时主饱和器内依旧处于工作状态；打开第四泄压阀对副饱和器泄压，同时第三延时控制阀进入打开倒计时；当副饱和器压力泄至与大气压一致时，第三延时控制阀打开，补水箱的纯水进入副饱和器；

S5：当副饱和器液位依次超过低水位液位开关、高水位液位开关后，控制***发出指令，关闭第四泄压阀和第三延时控制阀，使副饱和器与补水箱、外界断开；打开第一电磁阀和第二电磁阀，使主饱和器和副饱和器连通；在主饱和器压力的作用下，副饱和器内的液体被压至主饱和器内，直至主饱和器和副饱和器液位相等；此时副饱和器液位高度位于高水位液位开关和低水位液位开关之间，控制***接收高水位液位开关的信号，并进入补水准备阶段。

与现有技术相比，本发明应用于盐雾腐蚀试验箱具备下列优点：

(1)设计主饱和器和副饱和器，两者的顶部和底部通过管线相通，位于主、副饱和器顶部的管线设置有第一电磁阀，位于主、副饱和器底部的管线设置有第二电磁阀；利用第一电磁阀和第二电磁阀的同时关闭可以实现主饱和器和副饱和器的断开；利用第一电磁阀和第二电磁阀的同时打开可以实现主饱和器和副饱和器的连通；补水时主饱和器和副饱和器断开，主饱和器正常进行水洗喷雾，副饱和器负责补水；副饱和器补水完成后，第一电磁阀、第二电磁阀打开，两者连通给主饱和器补水，保证了实验喷雾的连续性和试验的完整性，结构巧妙，成本低廉，适宜推广。

(2)副饱和器在补水阶段，先对副饱和器进行泄压，从而避免副饱和器的压力过大，损伤补水箱和第三延时控制阀；另外压力泄尽后与外界相通，避免对操作人员造成人身伤害。

(3)主饱和器内液面至主饱和器顶面的距离大于或者等于主饱和器高度的四分之一；避免因为主饱和器水位过高，压缩气体从主饱和器出口出去时，压缩气体会将液体呈线性带至喷嘴喷雾，造成雾化的水汽大部分是主饱和器当中的水汽，盐水箱当中的盐水消耗很少或者不消耗，导致试验箱的试验结果不准或者失效。

(4)采用高水位液位开关和低水位液位开关双联动触发补水，避免使用单液位开关时，因为液体的波动，导致不仅实现不能补水的目的，反而会由于电气的频繁吸合而导致单液位开关损坏；结构巧妙成本低廉，同时补水操作稳定且可靠。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图做简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所提供的整体结构示意图。

图中：1为喷雾喷嘴，2为主饱和器，3为副饱和器，4为补水箱，5为加热元件，6为第一电磁阀，7为第二电磁阀，8为第三延时控制阀，9为第四泄压阀，10为第五电磁阀，11为高水位液位开关，12为低水位液位开关，13为压缩机，14为第一调压阀，15为第二调压阀，16为温度传感器，17为低液位保护开关，18为压力分流管道，19为液位计，20-1为高液面，20-2为中液面，20-3为低液面，21为盐水箱。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。另外，文中所提到的所有连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。

请参阅图1所示，一种自动补水的水洗供气***，包括喷雾喷嘴1、主饱和器2、副饱和器3、补水箱4、控制***；所述喷雾喷嘴1是气动雾化喷嘴，分别与试验箱、盐水箱21、主饱和器2的顶部相连通；盐水箱21通过虹吸原理将盐水与喷雾喷嘴1相连通，并在压缩气体的带动作用下，将盐水变成盐雾喷洒进试验箱(图中为标识出试验箱的具***置)中的样品表面；由于盐水自身具有腐蚀性，喷雾喷嘴1采用特制的玻璃喷嘴；压缩气体是气动雾化喷嘴的气源，压缩气体在盐雾腐蚀试验中，可以直接采用空气经过压缩机13加压并由第一调压阀14调压至0.3MPa后送至主饱和器2底部；当然为了方便对压缩气体的启停控制，在压缩机13出口和主饱和器2之间的管线上还设置有第五电磁阀10；为了保证压缩气体在主饱和器2内能够均匀分布，主饱和器2内部设置有压力分流管道18，压力分流管道18的周面有多个气孔；压缩机13输送的压缩空气进入压力分流管道18后才进入至主饱和器2。

主饱和器2内部有水对压缩空气的油污进行清洗，主饱和器2底部设置有加热元件5，加热元件5可以采用电加热或者其他加热方式，加热元件5依据现有技术设置即可，根据试验需求，主饱和器2内的水温保持在42℃-55℃之间；压缩气体被加热水洗后带着一一部分的水汽到达主饱和器2的顶部，并最终到达喷雾喷嘴1；喷雾的压力需要有0.07-0.17MPa才能正常将盐水雾化，而主饱和器2内的压力有0.3MPa，故在主饱和器2与喷雾喷嘴1之间连通的管线设置有第二调压阀15。

主饱和器2和副饱和器3完全一致，通常采用2.0mm厚度SUS304不锈钢制作成圆柱体，正常耐压1.0MPa；主饱和器2和副饱和器3并排相邻设置，主饱和器2和副饱和器3的顶部和底部分别用管线相通，位于主饱和器2顶部和副饱和器3顶部的管线之间设置有第一电磁阀6，位于主饱和器2和副饱和器3底部的管线设置有第二电磁阀7；第一电磁阀6和第二电磁阀7同时打开或者同时关闭，在两根上下相通的管线作用下，主饱和器2和副饱和器3内的压力和液位高度完全一致；利用第一电磁阀6和第二电磁阀7的同时关闭可以实现主饱和器2和副饱和器3的断开；利用第一电磁阀6和第二电磁阀7的同时打开可以实现主饱和器2和副饱和器3的连通；由于压缩气体会带走一部分水分，造成主饱和器2内的水位下降，需要对主饱和器2内进行自动补水；当需要补水时，断开主饱和器2和副饱和器3之间的连通，即关闭第一电磁阀6和第二电磁阀7，对副饱和器3进行补水，此时主饱和器2能够继续完成压缩空气的水洗过程，保证喷雾的连续，试验的连续；当副饱和器3补水完成后，断开副饱和器3与外界的连通，将副饱和器3和主饱和器2连通起来，即打开第一电磁阀6和第二电磁阀7，在主饱和器2的压力作用下，主饱和器2和副饱和器3达到液位平衡和压力平衡。

副饱和器3的上方设置有补水箱4，为了避免主饱和器2和副饱和器3内产生水垢，补水箱4内的水采用去离子水，补水箱4与外界的水源相通，补水箱4内为常压；补水箱4通过管线与副饱和器3相通，在此段管线上设置有第三延时控制阀8，第三延时控制阀8是延时开关，即发出指令后延迟一段时间后开启；为了保证副饱和器3的补水安全，副饱和器3的顶部还设置有第四泄压阀9，即副饱和器3在补水前先进行泄压；当副饱和器3泄压至与大气压相等时，补水箱4内的液体依据自身的重力向副饱和器3内进行补水。

控制***控制整个补水的操作，控制***包括补水准备阶段和补水阶段；控制***的信号来源主要是高水位液位开关11和低水位液位开关12；高水位液位开关11和低水位液位开关12高低分布且均位于副饱和器3的上部；高水位液位开关11所在液面为高液面20-1，低水位液位开关12所在液面为低液面20-3；当液面高度低于高水位液位开关11所在高度时，高水位液位开关11将信号传递给控制***，控制***进入补水准备阶段，此时现有的补水操作仍未有任何动作；当液面高度低于低水位液位开关12所在高度时，低水位液位开关12将信号传递给控制***，控制***发出补水阶段的指令，即关闭第一电磁阀6、第二电磁阀7，断开副饱和器3和主饱和器2之间的联系，此时主饱和器2内仍然保持正常对压缩气体的水洗以及对喷雾喷嘴1的正常工作；同时打开第四泄压阀9和第三延时控制阀8，此时第四泄压阀9立刻开始泄压，第三延时控制阀8进行倒计时打开，为了保证补水箱4的水能够顺利补入副饱和器3内，第四泄压阀9的泄压时间小于或者等于第三延时控制阀8的延时时长，最好的状态是第四泄压阀9刚好泄压完毕，第三延时控制阀8正好打开；第三延时控制阀8打开以后，补水箱4内的液体补入进副饱和器3；此时液体逐渐高于低水位液位开关12、高水位液位开关11，两者将信号传递给控制***，控制***并将第三延时控制阀8和第四泄压阀9关闭，断开副饱和器3与外界的连通；当第三延时控制阀8和第四泄压阀9完全关闭后，打开第一电磁阀6和第二电磁阀7，将主饱和器2与副饱和器3连通，因为副饱和器3内部压力为大气压，当主饱和器2和副饱和器3连通以后，在主饱和器2内的压力作用下，副饱和器3内的液体别压至主饱和器2，直至两者之间的液位、压力保持平衡，此时的液位是中液面20-2；在副饱和器3向主饱和器2内部补水的时候，副饱和器3的液位位于高水位液位开关11和低水位液位开关12之间，控制***再次进入补水准备阶段；在补水阶段，主饱和器2内仍处于正常工作状态，即自动补水时，没有对压缩空气的水洗，喷雾喷嘴1的正常喷雾产生影响，不影响整个试验的连续性。

高水位液位开关11和低水位液位开关12是当液面下降或上升的过程中，造成液位开关的吸合和分离从而形成电路的吸合和断开状态；在理论上也可以设置一个液位开关进行补水，但此种做法在实际的情况下存在以下弊端：主饱和器2内一直有压缩气体流经，主饱和器2和副饱和器3相通，主饱和器2和副饱和器3的液面一直处于波动状态，当液面位于主饱和器2和副饱和器3吸和的临界状态时；那么高水位液位开关11或者低水位液位开关12会出现频繁的吸和和断开，这种状态根本不能达到补水的目的，反而会由于电气的频繁吸合而导致损坏；利用高水位液位开关11和低水位液位开关12的高度差，当主饱和器2的水位位于高液位时，两个液位开关全部分离，此时***电路为断开状态；当水位下降，高水位液位开关11吸合后，控制***进入补水准备阶段，但是此时补水没有动作，所以位于高液面20-1的波动不会对***造成影响。继而水位继续下降，低水位液位开关12吸合后，立即触发进入补水阶段，即使此时低液面20-3仍然波动，但是波动不再对补水产生影响；结构巧妙且成本低廉。

为了保证试验过程的准确性，所述主饱和器2内液面至主饱和器2顶面的距离大于或者等于主饱和器2高度的四分之一；因为如果主饱和器2里面的水位过高，压缩气体从主饱和器2出口出去时，压缩气体会将水呈线性带至喷嘴喷雾，这样就造成了雾化的水汽大部分是主饱和器2当中的水汽，盐水箱21当中的盐水消耗很少或者不消耗，这样造成试验箱的试验失效。

为了保证主饱和器2的液体温度稳定，主饱和器2的中部设置有温度传感器16，控制***能够接收温度传感器16的信号，并对加热元件5做出相应的加热调整；为了避免主饱和器2液体过低，造成加热器空烧等极端情况，在主饱和器2的底部还设置有低液位保护开关17；在副饱和器3外部还设置有至少两个液位计19，其中一个液位计19位于副饱和器3的顶部，另一个位于副饱和器3的底部，液位计19可以直观读数。

值得注意的是：高液面20-1和低液面20-3之间的距离长短决定了补水量的多少和补水的时间，距离越长，补水量越大时间越长，距离越短，补水量越小时间越短；试验中要求饱和器的温度必须保持稳定的状态；由于补水箱4储存的水是处于常温状态的，而主饱和器2当中的水温需要保持42℃-55℃，常温状态的水和副饱和器3恒温状态的水温有一定的差距，所以当开始补水时，新补充的水会使得主饱和器2内的温度下降，从而导致实验室的温度产生波动；因此，补水量的多少以不引起实验室的温度波动为宜；本***的主饱和器2直径18-22cm，高度为30-40cm，在此尺寸的基础上，高液面20-1与低液面20-3之间的距离为3-6cm之间，主饱和器2和副饱和器3的尺寸因为试验箱的尺寸限制，设计不易过大。

本发明水洗的工作过程为：压缩气体经过压缩机13输送、第一调压阀14调压至0.3MPa后进入压力分流管道18，压力分流管道18将压缩空气分流成若干小气泡，并送至主饱和器2内进行水洗；加热元件5对主饱和器2内的液体和压缩气体进行加热；水洗加热后的压缩气体带入一部分水汽经过第二调压阀15调压后到达雾化喷嘴；雾化喷嘴利用虹吸原理从盐水箱21吸入盐水并在压缩气体的作用下向试验箱内喷盐雾。

本发明补水的工作过程为：主饱和器2和副饱和器3液位下降至低于高水位液位开关11，高水位液位开关11将信号传递至控制***，控制***进入补水准备阶段；主饱和器2和副饱和器3液位持续下降至低于低水位液位开关12时，低水位液位开关12将信号传递至控制***，控制***发出指令进入补水阶段；关闭第一电磁阀6和第二电磁阀7，断开主饱和器2和副饱和器3之间的连接，此时主饱和器2内依旧处于工作状态；打开第四泄压阀9对副饱和器3泄压，同时第三延时控制阀8进入打开倒计时；当副饱和器3压力泄至与大气压一致时，第三延时控制阀8打开，补水箱4的纯水进入副饱和器3；当副饱和器3液位依次超过低水位液位开关12、高水位液位开关11后，控制***发出指令，关闭第四泄压阀9和第三延时控制阀8，使副饱和器3与补水箱4、外界断开；打开第一电磁阀6和第二电磁阀7，使主饱和器2和副饱和器3连通；在主饱和器2压力的作用下，副饱和器3内的液体被压至主饱和器2内，直至主饱和器2和副饱和器3液位相等；此时副饱和器3液位高度位于高水位液位开关11和低水位液位开关12之间，控制***接收高水位液位开关11的信号，并进入补水准备阶段。

需要说明的是，本发明中的“上、下、左、右、内、外”是以图中零部件的相对位置为基准定义的，只是为了描述技术方案的清楚及方便，应当理解，此方位词的应用对本申请的保护范围不构成限制。

以上所述的实施方式为优选实施方式而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，依然可以对前述实施所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特性进行等同替换，凡在本发明精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种自动补水的水洗供气***，其特征在于：包括喷雾喷嘴、主饱和器、副饱和器、补水箱、控制***；所述喷雾喷嘴为气动雾化喷嘴且分别与主饱和器的顶部、试验箱及盐水箱相通；压缩气体通入所述主饱和器的底部；所述主饱和器的底部设置有加热元件；所述主饱和器与副饱和器横向排列且两者之间通过上下分布的两根管线相通；连通主饱和器顶部和副饱和器顶部的管线设置有第一电磁阀；连通主饱和器底部和副饱和器底部的管线设置有第二电磁阀；所述补水箱位于副饱和器的上方且两者之间设置有第三延时控制阀；所述副饱和器箱还设置有第四泄压阀、高水位液位开关和低水位液位开关；所述控制***能够接收高水位液位开关和低水位液位开关所在液面的差值信号并控制第一电磁阀、第二电磁阀、第三延时控制阀、第四泄压阀的开关；

所述压缩气体通过压力分流管道与主饱和器相通；所述压力分流管道位于主饱和器底部；所述压力分流管道周面设置有多个气孔；

所述雾化喷嘴与主饱和器之间的管线设置有第二调压阀；

所述主饱和器还设置有温度传感器和低液位保护开关；

所述副饱和器外部设置有至少两个液位计；其中一个液位计位于副饱和器的顶部，另一个位于副饱和器的底部。

2.根据权利要求1所述的一种自动补水的水洗供气***，其特征在于：所述主饱和器和副饱和器尺寸一致；所述主饱和器内液面至顶面的距离大于或者等于主饱和器高度的四分之一。

3.根据权利要求1所述的一种自动补水的水洗供气***，其特征在于：所述压缩气体经由压缩机输送；所述压缩机与主饱和器之间的管线设置有第一调压阀和第五电磁阀。

4.根据权利要求1所述的一种自动补水的水洗供气***，其特征在于：第三延时控制阀的延时时间大于或者等于第四泄压阀的泄压时间。

5.根据权利要求1-4所述的任意一项一种自动补水的水洗供气***的操作方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1：压缩气体经过压缩机输送、第一调压阀调压至0.3MPa后进入压力分流管道，压力分流管道将压缩空气分流成若干小气泡，并送至主饱和器内进行水洗；

S2：加热元件对主饱和器内的液体和压缩气体进行加热；水洗加热后的压缩气体带入一部分水汽经过第二调压阀调压后到达雾化喷嘴；雾化喷嘴利用虹吸原理从盐水箱吸入盐水并在压缩气体的作用下向试验箱内喷盐雾；

S3：主饱和器和副饱和器液位下降至低于高水位液位开关，高水位液位开关将信号传递至控制***，控制***进入补水准备阶段；

S4：主饱和器和副饱和器液位持续下降至低于低水位液位开关时，低水位液位开关将信号传递至控制***，控制***发出指令进入补水阶段；关闭第一电磁阀和第二电磁阀，断开主饱和器和副饱和器之间的连接，此时主饱和器内依旧处于工作状态；打开第四泄压阀对副饱和器泄压，同时第三延时控制阀进入打开倒计时；当副饱和器压力泄至与大气压一致时，第三延时控制阀打开，补水箱的纯水进入副饱和器；

S5：当副饱和器液位依次超过低水位液位开关、高水位液位开关后，控制***发出指令，关闭第四泄压阀和第三延时控制阀，使副饱和器与补水箱、外界断开；打开第一电磁阀和第二电磁阀，使主饱和器和副饱和器连通；在主饱和器压力的作用下，副饱和器内的液体被压至主饱和器内，直至主饱和器和副饱和器液位相等；此时副饱和器液位高度位于高水位液位开关和低水位液位开关之间，控制***接收高水位液位开关的信号，并进入补水准备阶段。